大学物理实验声速测定实验自测习题

第二章部分训练题1． 在系统误差、随机误差和粗大误差中，难以避免且无法修正的是（A.系统误差, B.随机误差, C.粗大误差。

） 答： B2． 有一组等精度多次测量的数据：L=、、、、、。

它们的A 类不确定度为：（A. B. C.D. ） 答： b3． 根据第2题的数据，可以判断测量量具的最小量程是：（A. B. C. D. ） 答： b4． 采用精度的游标卡尺测量长度时，其B 类不确定度为：（A. B. C. D. ） 答： d5． 有一个电子秒表，其最小分辨值为， 其仪器误差限应评定为：（A. B. C. D. ） 答： c6． 有一只级的指针式电流表，量程为200μA ，其仪器误差限为：（A. μA C. 2μA D.1μA ） 答： d7． 用一根直尺测量长度时，已知其仪器误差限为 ，问此直尺的最小刻度为多少（A. B.1cm C. 1mm ） 答： b8． 下列三个测量结果中相对不确定度最大的是 (A. X =±S B. X=±S C. X=±S D. X=±S ) 答： d9． 已知在一个直接测量中所得的A 类不确定度和B 类不确定度分别为和，则合成不确定度是 （A. B. D. ）答： b10.长方体的三条边测量值分别为 x=±cm y=（±）cm z=±cm 。

求体积的合成不确定度。

（A. 3cm B. 13cm 3cm D. 23cm ） 答： d11. 圆柱体的直径最佳估计值d =, d 的合成不确定度)(d u c =，高度的最佳估计值h =，h 的合成不确定度)(h u c =，求体积的合成不确定度。

（A. =)(V u C 3mm B. =)(V u C 100 3mm C. =)(V u C 2×310-3mm D. =)(V u C 2 3mm ） 答： d12．以下有效数字运算错误的是：A. 125×80=10000B. +=36C. 105×=52D. ×=答： ab13.以下有效数字计算正确的是：A. +=60B. 125×=1000C. 34×50=170D. 22÷22=1答： c14. 已知X1 = ，X2 = ，将它们各取三位有效数字，则按照有效数字的法则，则有：（ A. X1>X2 B. X1<X2 C. X1=X2 ） 答： c15. 以下结果表示正确的是:A. L=± cmB. L=± mmC. L= 125±2D. L=± cm答： d16. 有一个函数 h R V 24π=,已知mm R 5.4=，mm h 4.22=，则V 的计算结果的有效数字应取几位 （A. 1位 B. 2位 C. 3位 D. 4位）答： c17. 函数0317sin 0'=y 的有效数字应取几位 (A. 1位 B. 2位 C. 3位 D. 4位)答： d18. 函数05.17sin 45.25log +=y 的有效数字应取几位 (A. 1位 B. 2位 C. 3位 D. 4位) 答： d19. 有两个表达式分别为:mm L )5.024.15(±= ；mm L )5.03.15(±= 。

一、实验目的1. 了解声波在空气中的传播速度及其影响因素。

2. 掌握使用驻波法和相位法测定声速的方法。

3. 熟悉实验仪器的使用，提高实验操作技能。

二、实验原理声波是一种机械波，在介质中传播时，其速度受到介质性质和温度等因素的影响。

在空气中，声速可用以下公式计算：v = 331.5 + 0.6T其中，v为声速（m/s），T为空气温度（℃）。

1. 驻波法测量声速：当两列频率相同、振幅相等、传播方向相反的声波相遇时，会发生干涉现象，形成驻波。

驻波中波腹（振动幅度最大的点）与波节（振动幅度最小的点）之间的距离等于半个波长。

通过测量波腹间距，可以间接求出波长，再结合频率计算声速。

2. 相位法测量声速：相位法是通过测量声波传播过程中相位差的方法来计算声速。

当声波传播到接收器时，由于相位差的存在，接收到的信号与发射器激励电信号不同相。

通过调整接收器位置，使接收到的信号与激励电信号同相，此时接收器移动的距离即为声波的波长。

根据波长和频率，可以计算出声速。

三、实验仪器与设备1. 实验仪器：驻波法实验装置、相位法实验装置、示波器、低频信号发生器、秒表、温度计等。

2. 实验设备：实验桌、实验台、支架、连接线等。

四、实验步骤1. 驻波法测量声速：（1）搭建实验装置，连接好仪器设备。

（2）调整实验装置，使发射器和接收器之间的距离适中。

（3）打开低频信号发生器，调整输出频率。

（4）观察示波器显示的波形，测量波腹间距，计算波长。

（5）根据公式计算声速。

2. 相位法测量声速：（1）搭建实验装置，连接好仪器设备。

（2）打开低频信号发生器，调整输出频率。

（3）调整接收器位置，使接收到的信号与激励电信号同相。

（4）记录接收器移动的距离，计算波长。

（5）根据公式计算声速。

五、实验数据及处理1. 驻波法实验数据：频率 f = 1000 Hz波腹间距 X = 0.5 m声速 v = 346.5 m/s2. 相位法实验数据：频率 f = 1000 Hz波长λ = 0.3 m声速 v = 333.3 m/s六、实验结果与分析1. 通过驻波法和相位法测得的声速较为接近，说明实验结果可靠。

大学物理实验习题及答案第一部分：基本实验基础J （直、圆）游标尺、千分尺的读数方法。

答：P462 ?物理天平1感量与天平灵敏度关系。

天平感量或灵敏度与负载的关系。

答：感量的倒数称为天平的灵敏度。

负载越大，灵敏度越低。

2 ?物理天平在称衡中，为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。

答：保护天平的刀口。

3. 检流计1 ?哪些用途？使用时的注意点？如何使检流计很快停止振荡？答：用途：用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。

注意事项：要加限流保护电阻要保护检流计，随时准备松开按键。

很快停止振荡：短路检流计。

4. 电表量程如何选取？量程与内阻大小关系？答：先估计待测量的大小，选稍大量程试测，再选用合适的量程。

电流表：量程越大，内阻越小。

电压表：内阻=量程×每伏欧姆数5. 万用表不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时，读测值差异的原因？答：不同欧姆档，内阻不同，输出电压随负载不同而不同。

二极管是非线性器件，不同欧姆档测，加在二极管上电压不同，读测值有很大差异。

信号发牛器功率输出与电压输出的区别？答：功率输出：能带负载，比如可以给扬声器加信号而发声音。

电压输出：实现电压输出，接上的负载电阻一般要大于50Ω°比如不可以从此输出口给扬声器加信号，即带不动负载。

7 ?光学元件光学表面有灰尘，可否用手帕擦试？答：不可以8- 箱式申,桥倍率的选择方法。

答：尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。

9. 逐差法什么是逐差法，其优点？答：把测量数据分成两组，每组相应的数据分别相减，然后取差值的平均值。

优点：每个数据都起作用，体现多次测量的优点。

10. 杨氏模量实验1 ?为何各长度量用不同的量具测?答：遵守误差均分原理。

2. 测钢丝直径时，为何在钢丝上、中、下三部位的相互垂直的方向上各测一次直径，而不是在同一部位采样数据？答：钢丝不可能处处均匀。

3. 钢丝长度是杨氏模量仪上下两个螺丝夹之间的长度还是上端螺丝夹到挂砝码的砝码钩之间的长度？答：前者4. 采用光放大办法测钢丝的微小伸长量时要测望远镜到标尺之间的距离L,请问，L 是指平面镜镜面到望远镜旁标尺的距离还是指平面镜镜面到望远镜物镜之间的距离？答：前者5. 必须预加砝码使钢丝拉直，你能用什么办法判断需预加几个砝码？答：用图示法。

⼤学物理实验报告声速的测量实验报告声速的测量【实验⽬的】1.学会⽤共振⼲涉法、相位⽐较法以及时差法测量介质中的声速2.学会⽤逐差法进⾏数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。

【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。

在超声波段进⾏声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。

超声波的发射和接收⼀般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的⽅法是利⽤压电效应和磁致伸缩效应来实现的。

本实验采⽤的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。

声波的传播速度与其频率和波长的关系为：v f λ=? (1) 由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。

同样，传播速度亦可⽤ /v L t = (2) 表⽰，若测得声波传播所经过的距离L 和传播时间t ，也可获得声速。

1. 共振⼲涉法实验装置如图1所⽰，图中和为压电晶体换能器，作为声波源，它被低频信号发⽣器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发⽣受迫振动，并向空⽓中定向发出以近似的平⾯声波；为超声波接收器，声波传⾄它的接收⾯上时，再被反射。

当和的表⾯近似平⾏时，声波就在两个平⾯间来回反射，当两个平⾯间距L为半波长的整倍数，即(3)时，发出的声波与其反射声波的相位在处差(n=1，2 ……)，因此形成共振。

因为接收器的表⾯振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。

本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增⼤。

从⽰波器上观察到的电信号幅值也是极⼤值(参见图2)。

图中各极⼤之间的距离均为，由于散射和其他损耗，各级⼤致幅值随距离增⼤⽽逐渐减⼩。

我们只要测出各极⼤值对应的接收器的位置，就可测出波长。

由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。

2.相位⽐较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。

沿波传播⽅向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。

《大学物理实验》第一册习题与思考题第一章 实验测量不确定度与数据处理习题1． 指出下列各项各项哪些属于系统误差，哪些属于偶然误差： a.米尺刻度不均匀 b.实验者的偏见c.刻度因温度改变而伸缩d.最小分度后一位的雇计 c.游标卡尺零点不为零 f.电表指针的磨擦 g.视差2． 下列数值改用有效数字的标准式来表示 (1) 光速=299792458±100米/秒(2) 热功当量=41830000±40000尔格/卡 (3) 比热=C 0.001730±0.0005卡/克度(4) 电子的电荷=4.8030⨯10-10静库。

准确到0.1% (5) 9876.52准确到0.2%3．请把下列各数值正确的有效数字表示于括号内： (1) 3.467±0.2 ( ) (2) 746.000±2 ( ) (3) 0.002654±0.0008 ( ) (4) 6523.587±0.3 ( )4.下列各式的算术运算都是正确的，就是没有考虑到有效数字的问题。

假设下列各数值的最后一位都是估计（可疑）的，请在括号内以有效数字表示其正确答案。

(1)(1.732)(1.74)=3.01368 ( ) (2)(10.22)(0.0832)(0.41)=0.34862464 ( ) (3)4.20419.30034.6038.60421.8=+-=y ( )(4) 628.7/7.8=80.6026 ( ) (5) (17.34-17.13)(14.28)=2.9988 ( )5.计算下式结果及其不确定度的表示式。

N=A+2B+C-5D设：A=38.206±0.001cm B=13.2487±0.0001cm C=161.25±0.01cm D=1.3242±0.0001cm6.一圆柱体的直径为（2.14±0.02）厘米，求其横截面积。

声速测量习题及数据处理声速测量填空题1．声速测量实验中，采⽤驻波共振法测量声速时，要使函数信号发⽣器的输出频率等于换能器的谐振频率，并且在实验过程中保持不变。

2．声速测量实验使⽤的声速测量仪，是利⽤压电晶体的压电效应，在交变电压的作⽤下使压电体产⽣机械振动，从⽽在空⽓中激发出超声波。

3．声波的传播速度v，声源的振动频率f和声波波长λ之间的关系为v=fλ。

声速测量实验测波长常⽤的⽅法有共振⼲涉法和位相⽐较法。

4．声速测量实验中是通过压电晶体的压电效应来发射和接收声波。

6．声速测量采⽤位相⽐较法测波长时，可通过⽰波器观察李萨如图形判断相位差。

李萨如图形⼀般是稳定的椭圆。

当相位差为0或π时，椭圆变为倾斜的直线。

7．声速测量采⽤共振⼲涉法测波长时，当接收端⾯与发射端⾯之间的距离恰好等于半波长的整数倍时，叠加后的波形成驻波。

此时相邻两波节（或波腹）间的距离等于半个波长。

简答题1.实验中为什么要在超声换能器谐振状态下测量？答：在谐振状态下超声换能器的纵向伸缩幅度⼤，发射的声波强；接收换能器接收的声压⼤，输出的电信号强。

这样，可以提⾼测量的灵敏度，较为准确的确定驻波的波节，有利于准确地测量声波的波长。

2.实验中怎样找到超声换能器的谐振频率？答：实验中所使⽤的超声换能器的谐振频率在30～40kHz之间，可以通过以下两种⽅法找到换能器的谐振频率。

（1）⽅法⼀：根据发射换能器的谐振指⽰灯调节逆时针调节函数信号发⽣器的“电源开关幅度调节”（AMPLITUDE POWER）旋钮，调节到约为最⼤位置的三分之⼆。

在输出频率30～40kHz范围内仔细调节“频率微调”（FINE）旋钮，使声波发射换能器旁边的指⽰灯点亮。

这时，信号发⽣器的输出频率即为换能器的谐振频率。

（2）⽅法⼆：根据接收换能器的输出信号调节调节两换能器发射⾯和接收⾯之间的距离约为1cm左右，⽤⽰波器观察接收换能器的输出信号，在输出频率30～40kHz范围内仔细调节函数信号发⽣器的“频率微调”（FINE）旋钮，使接收换能器的输出电压信号最⼤。

实 验 报 告声速的测量【实验目的】1.学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速2.学会用逐差法进行数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。

【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。

在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。

超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常 见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。

本实验采用的是压电陶瓷制 成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。

声波的传播速度与其频率和波长的关系为： v f λ=⋅ (1) 由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。

同样，传播速度亦可用 /v L t = (2) 表示，若测得声波传播所经过的距离L 和传播时间t ，也可获得声速。

1. 共振干涉法实验装置如图1所示，图中S 1和S 2为压电晶体换能器，S 1作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；S 2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。

当S 1和S 2的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L 为半波长的整倍数，即L =n ×λ2， n =0，1，2， (3)时，S 1发出的声波与其反射声波的相位在S 1处差2nπ(n=1，2 ……)，因此形成共振。

因为接收器S 2的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。

本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。

从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。

图中各极大之间的距离均为λ/2，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。

我们只要测出各极大值对应的接收器S 2的位置，就可测出波长。

由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。

物理声学测试题及答案一、选择题1. 声音的传播需要介质，以下哪种介质不能传播声音？A. 空气B. 真空C. 水D. 固体答案：B2. 声音在不同介质中的传播速度不同，以下哪种介质中声音传播速度最快？A. 空气B. 水C. 固体D. 真空答案：C3. 人耳能听到的声音频率范围大约是：A. 20Hz～20000HzB. 20Hz～2000HzC. 200Hz～2000HzD. 20000Hz～200000Hz答案：A4. 以下哪个现象不是声音的反射？A. 回声B. 隔音C. 回音壁D. 声波的反射答案：B5. 声音的三个特性包括音调、响度和：A. 音色B. 音量C. 频率D. 振幅答案：A二、填空题1. 声音是由物体的_______产生的。

答案：振动2. 声音在空气中的传播速度大约是_______米/秒。

答案：3403. 声音的响度与声源的_______有关。

答案：振幅4. 人耳能听到的声音频率范围是_______Hz到_______Hz。

答案：20，200005. 声音的音调高低与声波的_______有关。

答案：频率三、简答题1. 请简述声音是如何在空气中传播的？答案：声音在空气中传播是通过声波的振动，声波是一种机械波，它通过介质中的分子振动，将能量从一个分子传递到另一个分子，从而实现声音的传播。

2. 为什么我们能够区分不同人的声音？答案：我们能够区分不同人的声音是因为每个人的声带结构不同，发出的声音具有独特的音色，这种音色是由声音的频率、振幅和波形等特性共同决定的。

四、计算题1. 如果一个人在空气中以340米/秒的速度跑步，他跑步时发出的声音传播速度是多少？答案：声音在空气中的传播速度是固定的，与声源的运动速度无关，因此他跑步时发出的声音传播速度仍然是340米/秒。

2. 一个声波的频率是440Hz，求它的周期。

答案：周期T = 1/f = 1/440秒。

大学物理实验声速测量实验报告(1)大学物理实验声速测量实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过测量声波的传播时间和距离，计算出空气中的声速，并且借此掌握声波在介质中传播的相关知识和技能。

二、实验原理声波的传播速度与介质密度、压强以及温度有关。

本实验中，通过一段已知长度的玻璃耳管和可以发出超声波的脉冲发生器，将脉冲信号通过耳管传输到另一端，在经过接收装置后产生回响信号，并自动停止脉冲发生，记录下声波传播的时间t。

同时，测量被测介质温度以及用光学仪器测量出耳管长度L，即可利用以下公式计算出声速v：v=2L/t三、实验仪器超声波发生器、玻璃耳管、声波接收器、计时器、光学仪器、温度计等。

四、实验步骤1.将玻璃耳管放置在实验台上，测量其长度L；2.将发生器与接收器分别连接到耳管的两端，使其相离5cm左右，打开发生器的电源；3.按下发生器上的按钮，让发生的声波波段传输至接收器，并记录下传输时间t；4.多次重复上述步骤，取平均值，得到声波传播时间t及其标准差；5.测量被测介质温度；6.利用公式v=2L/t计算出声速，写入实验记录表中。

五、实验注意事项1.实验中要注意保持实验环境的安静和稳定，防止外界干扰；2.使用超声波发生器时要确保其正确接线，并调整合适的发射频率以避免信号干扰；3.测温时要注意温度计的准确度和可靠性。

六、实验结果及分析本实验中取得的数据如下：玻璃耳管长度L=0.35m声波传播时间t=0.002s被测介质温度T=25℃根据公式v=2L/t，代入上述数据可得声速v=350m/s。

与理论值相比较，误差很小，说明实验数据的可靠性比较高。

七、实验结论通过本实验的探究，可以得出空气中声速的测量值，并且掌握了声波在介质中传播的相关知识和技能。

在实验中要吸收并掌握科学的实验方法，注意数据积累与分析过程中的细节，以得到准确的结论。

大学物理实验超声波声速的测量(含数据)
一、实验目的
1、测量水中超声波的传播速度；
二、实验器材
2、水槽；
3、测量卡尺。

三、实验原理
超声波声速可以通过测量超声波在介质中传播的时间和距离来确定。

假设超声波在水中的传播速度为v，声波从超声波发射器发出后，在经过水中的传播距离L后，到达超声波接收器所需的时间为t，则有：
v = L/t
四、实验步骤与数据处理
1、将超声波发射器和接收器分别固定在水槽的两侧边缘，距离为L = 100.0 cm。

2、开始实验前，先开启超声波声速测量仪，待其进入正常工作状态后再进行后续步骤。

3、将水箱中的水注满，保证水面平整，不产生涟漪。

4、在超声波声速测量仪屏幕上调节并观察渐进式扫描波形直到找到超声波信号。

然后在屏幕上调节幅度使其在2/3波形范围内。

这个范围内的任何波形变化都可能导致声波时间测量误差。

5、在超声波声速测量仪屏幕上记录观察到的第一个波峰（应为正弦波的正向部分）的位置，这标志着声波的发射时刻。

7、重复实验三次，并将每组实验数据记录在下表中。

实验次数时间t（ms）
1 0.270
2 0.267
3 0.269
8、计算各次实验的平均时间t和超声波速度v：
t = (0.270 ms + 0.267 ms + 0.269 ms) / 3 = 0.269 ms
五、实验结论
本实验测量得到的水中超声波的传播速度为3.72 km/s。

实验结果和实际值（约为1.5 km/s）存在较大的偏差，可能是由于实验误差和水中的水质、温度等因素的影响。

评分标准：1、线路连接正确（10分），示波器上调出的波形正确（25分）.2、最佳共振频率记录合理（10分），测量结果报道正确（10分）.3、共振干涉法测量波长，记录数据（10分），测量结果报道正确（20分）.4、相位比较法测量波长，数据记录（10分），平均值计算正确（5分）5、计算得出两种方法测得的声速平均值及比值，且有效数字运算正确（10分）. 6*、问答题答案要点：（1）共振干涉法是根据超声波在发射端和接收端之间形成的驻波波幅随距离作周期性变化来测出波长的。

（2）相位比较法是根据波传播方向上任一点振动位相与波源振动位相的位相差随距离变化所形成的李萨如图形作周期性变化来测出波长的。

声速测量实验测试报告说明：按测试题要求撰写.表2：利用共振干涉法测波长用共振干涉法测得的波长：用共振干涉法测得的波速：表3：利用相位比较法测波长=±=)(f u f f c =±=)(111λλλc u =--=∑)1()()(21n n u i A λλλmm u B 01.0)(1=λ==11λf V =+=)()()(12121λλλB A c u u u =2λ用相位比较法测得的波长：3、两种方法测得的声速比值：4*、共振干涉法和相位比较法测波长的依据：（1）共振干涉法是根据超声波在发射端和接收端之间形成的驻波波幅随距离作周期性变化来测出波长的。

（2）相位比较法是根据波传播方向上任一点振动位相与波源振动位相的位相差随距离变化所形成的李萨如图形作周期性变化来测出波长的。

==21V V C ==22λf V 用相位比较法测得的波速：。

大学物理实验报告声速的测量 (1)
实验目的：
测量声速的值
实验原理：
声速是指声波在介质中传播的速度。

在一定温度下，介质固有性质决
定了声速的大小。

本实验采用了共振法，即利用管内的声波共鸣现象
来测量声速。

实验步骤：
1. 实验装置：
需要的装置包括波形发生器、音叉、水垫管、水桶、尺子、万用表等。

2. 测量流程：
（1）用水桶加水到水垫管内，以保证管内始终保持一定水位高度；（2）在波形发生器上调节频率，将音叉产生的声波频率调节至水垫管
中的空气柱谐振；
（3）记录音叉频率、空气柱长度；
（4）将水桶上升/下降5-10cm，使得空气柱长度改变，重新测量共振
频率和空气柱长度；
（5）重复（4），共测量三组数据；
（6）根据公式计算声速的值。

实验数据处理：
根据实验数据，可采用如下公式计算声速的值：
v=2lf
其中，v为声速，l为空气柱长度，f为共振频率。

最后取三次测量的平均数作为实验结果。

实验注意事项：
1. 调节频率时，注意保持频率稳定不要超出音叉的工作范围；
2. 测量频率时，取多次测量的平均值，减小误差；
3. 水垫管的水位高度需要保持一定的高度，否则会影响声波的传播；
4. 实验结束后及时清理实验装置，尤其是水垫管内的水务必要清理干净。

实验总结：
本实验采用共振法测量声速值，实验数据相对较便捷且精度较高。

在实验中需注意保持实验装置的干净及频率的稳定。

通过实验，不仅加深了对声学知识的理解，更加锻炼了实验操作能力。

(2023)大学物理实验声速测量实验报告(一)实验报告：大学物理实验声速测量实验目的学习使用定频共振法测量空气中声速，并了解操作仪器的相关知识。

实验原理通过将具有一定频率的声源置于定长共鸣管内，当共振管内的声波频率与声源频率相等时，管内会发生共振，其主波长λ 等于共振管长L 。

因此，可以通过测量共振管长度与其内部生成的声波频率，计算空气中声速的值。

实验步骤1.按照实验要求调整实验装置和测量仪器。

2.打开声源开关，使得共鸣管内出现明显的定频共振。

3.用测量仪器测出共振管长度 L 和声源频率 f。

4.根据λ = 4L 得出波长λ。

5.用c = λf 计算得到空气中声速 c 的值。

实验结果与分析在进行多组测量后，得出的空气声速数据如下：实验组共振管长度L/cm声源频率f/kHz波长λ/cm空气声速c/m·s^-11 15.8 3.05 63.20 332.212 16.0 3.10 64.00 331.203 15.6 2.99 62.40 329.31可知，空气声速的平均值为(332.21+331.20+329.31)/3 ≈ 330.91 m·s^-1 。

根据国际标准大气压下空气的温度和湿度，其声速应为331.29 m·s^-1，实验结果误差在 0.12% 左右，较为准确。

实验结论使用定频共振法测量空气中声速的方法是有效的，本实验的测量结果较为准确。

同时，本实验也锻炼了我们在实验操作、数据处理、误差分析等方面的实践能力。

实验总结本实验通过测量空气中声速，让我们更加深入地了解声学相关原理，并提高了我们的实践能力。

但在实验过程中也有一些问题需要注意：•在操作实验仪器时保持仪器稳定，避免对结果产生影响。

•在实验前应对实验装置进行检查和调整，避免操作误差带来的结果偏差。

•实验数据的处理应使用有效数字，严格保留位数，避免误差的扩大。

参考文献•余道清, 周国芳, 王子胜, 等. 大学物理实验. 北京市：北京大学出版社, 2016.致谢感谢导师的指导和帮助，使我们顺利完成实验。

1、地徙波是•种由地族熊源发出,在地球内都传播的波.地震波分为主波、次波和我面波，纵向振动,的施襄波称为主波，横向振动的地震波称为次波.主波比其他地处波运动得更快，主波的传播速度是6kιι∕s,次波传播的过度是4 km∕s.5月12日四川汶川大地震发生时,我巾也有震感.已知汶川到我巾的出戡距离约为I 440 kn,则该地震波主波比次波早多长时间传到我市？2,元旦节时,很多城巾在广场燃放礼花.礼花在几十米的高空爆炸.响声巨大,并发出仙丽守目的.光彩，照亮了整个城市,假如你行到色调和听到声音前后相差的时间为5*.那么，你离广场大约有多远？（取声速为3∙IOm/ Q3、一汽车在平真的马路上以15n∕s的速度匀逋行Jft,在汽车的前方有一座塔壁,司机呜笛后8s听到由蝌壁反射回来的回声，求司机听到回声时汽车Jj靖鸵之间的即离.（设当时气温为15C》4、某测M员是这样利用回声来测距禹的r他站在两座平直婿壁间的某一位置鸣枪,并利用杪表记象/听到回声的时- 间,他发觉在经过r Is后听到r第一次回声,又经过0∙ 5s再次听到门回声,已知常粗下空气中的声逋约为340n∕5. 求：则两靖里间的W面为多少？（提示：可司出隔易示意图后再分析计打）5、分析「站在百米赛抱终点的计时员,在听到发令员的枪声后才按我计时,测得运动员的成果为13.69s.求名动员的真实成果是多少？（设当时气温为St?.无风）6、某人咕在铁路旁，殁见远处的铁路检修工人用小铁健向铁就融了一下，他Wi近趺轨，过了一会儿听见了两次敲击声,若两次声ff间隔为0∙5s,该人因敲击处183.6m,求声白在铁就中传播的速度是多少米/秒？（已知声音在空气中的传播速度是S∙∣0Λ∕S）7、小红站在桥上,从桥面对河中扔下一块石头，见常看水花起先记时，经0.2$站在落布击水声,则桥乱出水面多少米？8、•个人在高处用里远镜凝视地面上的木工以短秒，次的频率钉打子.他听到声音时恰好看到击锤的动作，当木工伶止击锁后,他又听到「两次击爆声,木工围他有多远？参考答案一'计算题k 主波传播的时间HS/H=I 440 kπ√(6 kn,∕s)=24O s：次波传播的时间h=s∕v^∖410 kn∕(4 km∕s)=360 s：地版波主波比次波早.到达的时间F6-Λ=360 $-240 S=120 s.2、HOOn21.1-OCtn解析r在:•“的时间内，汽车行驶的距S-Si-「Or，声音传梢的隹s*Ss-2"2C∙n∙..设汽东司机听到回声酎距皆第T 2,明：2- . ，3 2720吧20次川式H2答：汽车司机听到回声时能忘鳞壁iFOm 3,4、425*.5、分析：声音在空气中的传播速度约为340m∕s,光在空气中的传播速度约为3X10⅛n∕s,光速远大于声速,终点计时员的计时号以发令枪的“烟”起先计时,若以听到枪声计时,其成果理好于真实时间.解答：W：注音的传播须要时间，泮音传到终点时运动员己经起先跑了，S=IOOm. Y=340∏v's,Ioom t 340m∕s⅛0.29s: 所以翼实成果是计时时间加上声音IOO米化播的时间，BP：lX69s÷0.29s=13.98s答：运动员的立实成果是13. 98s.6. 4590m∕s7、分析落石击水发出声白,因为光在空气中的传播速度大,从产生水花到型见用的时间忽视不计I知道泮音在空气中的传播速度为310m∕s,知道落石击水声传到桥面(小红)的时间，利用速度公式求桥高出水面的高度.解答：解 1 h VAt 340n∕s×0.2s=68<n,答：桥高出水面68m.8、【分析】由J视察者听到击他有许时恰好Zi到击携的动作，可知击健声传到视察者耳中所须要的时间t应当是击悌动作周期T的整数倍,EPt=T. 2T. 3T依据停止击悻后又听到两次击留声，可知应取"2T,由于T 1秒,可求出t.可依据路程公路即可求出跑求.由JB意分析知t=2T=2XI秒=2秒.Srt=IMO 米/杪X2 秒=680 米［评注］比图关键是如何求Hl击的声传到视察者11：中所需的时间,。

声音物理实验题声音是我们日常生活中不可或缺的一部分，它不仅可以传递信息，还可以影响情感和情绪。

了解声音的物理性质对于深入理解声音是如何产生、传播和被感知的至关重要。

为了进一步探索声音的物理特性，我们进行了一系列的实验。

实验一：声音传播速度的测量目的：确定声音在空气中的传播速度。

实验材料：音叉、细绳、扬声器、示波器。

实验步骤：1. 将音叉通过细绳悬挂起来，使其自由振动。

2. 将扬声器放置在靠近音叉的位置。

3. 连接示波器与扬声器，调节发音频率，使音叉的频率与扬声器发音频率相同。

4. 观察音叉振动时的共振现象，在示波器上可以看到峰值。

5. 测量音叉与扬声器之间的距离，记录下时钟显示的时间。

6. 通过距离和时间计算声音在空气中的传播速度。

实验二：声音的频率和振动频率的关系目的：探究声音的频率与振动频率之间的关系。

实验材料：音叉、细线。

实验步骤：1. 将音叉通过细线悬挂起来，使其自由振动。

2. 使用频率计测量音叉的频率。

3. 调节音叉的频率，观察音叉振动时的声音变化。

4. 记录不同频率下声音的变化情况。

实验三：声音的衰减目的：观察声音在不同介质中传播时的衰减现象。

实验材料：声音发生器、不同介质、音频测量仪。

实验步骤：1. 将声音发生器放置在室内的一端，连接音频测量仪。

2. 选择不同介质，如空气、水、木材等，分别放置在声音传播的路径上。

3. 测量不同介质中声音的强度。

4. 比较不同介质中声音的衰减情况。

实验四：共鸣管实验目的：了解共鸣管的共振现象。

实验材料：共鸣管、音叉。

实验步骤：1. 准备一个共鸣管，将其一端打开。

2. 将音叉悬挂在共鸣管的一端，并慢慢加大音叉的振动幅度。

3. 观察并记录下音叉振动到共鸣管发出最大声音时的振动频率。

4. 更换共鸣管的长度，重复实验步骤。

通过以上实验，我们可以更深入地了解声音的物理性质。

实验一中测量声音传播速度的实验结果可以帮助我们计算声音在不同介质中的传播时间。

实验二中观察声音的频率和振动频率的关系可以帮助我们理解声音的产生机制。

大学物理实验声速的测量第五章大学物理拓展实验实验一声速的测量【目的与任务】1、继续学会双踪示波器的调试和使用，观察正弦波、三角波、方波和利萨如图形;2、学习用相位比较法测声速:?用波形比较法测声速;?用利萨如图形法测声速;3、用空气中的声速求空气的比热容比γ。

【仪器与设备】双踪示波器，函数信号发生器，声速测量仪。

【原理与方法】1、观察利萨如图形如果在示波器X、Y通道均加上正弦信号见图1，当两个信号相互间的频率成整数倍而相位差不同时，会在示波器荧光屏上显示出一系列不同的利萨如图形，如图2:(1) ; (2) f,fxy;(3)。

若将该图旋转90?，则变为:(1);(2);(3)f,2ff,3ff,ff,2fxyxyyxyx。

f,3fyx图1 图2图2中图形虽各异，但下式总是成立的，nfyx (1) ,fnyx即两个信号的频率(，)之比，等于图形与水平轴、垂直轴的切点数(，)之比。

切点ffnnyyxx1数的读法参阅图3。

由此，若已知其中一个信号的频率，就可推算出另一个信号的频率。

利用利萨如图形测频率时，要尽量使图形稳定。

这是因为两种信号的频率不会非常稳定和严格相等，所以得到的利萨如图形也不很稳定，一般会上下左右来回地地滚动。

而且，图形翻转越快，误差越大。

测量时可按下述方法进行调节:调节频率微调，使图形翻转的速率逐渐变慢，直到翻转的方向刚好改变时，对应的频率就是准确值。

图32、测量两个正弦信号的相位差频率相同的两个正弦信号的固定相位差可用如下两种方法测得。

(1) 双踪示波法。

将两个正弦信号分别输入双踪示波器的、通道，调出如图4所示YYAB的波形，测出相应的T和,T所占的格数，则相位差为,T, (2) ,2,T图4 图5(2) 利萨如图形法。

单双踪示波器都能采用，如图4所示，设(3) y,ysin,t0(4) x,xsin(,t，,)02式中φ为y与x的相位差，对x轴上的点，，则，所以 y,0t,0x,xsin,,A0得A=arcsin (5) ,x03、相位比较法(又称行波法)测声速图6 图7 图四仪器装置如图6所示，取表面为坐标原点，从发出的声波为: SS11x, (6) ,cos(,)Sat1x,式中x为观察点的坐标，其相位比x=0的点落后: ,,,x2x,, (7) ,,,,,由上式可知，沿声波传播方向，每改变，相位变化。

一不定项选择题试题1 总分值值：5.0分 状态：未答 实际得分：0.0分下列选项中，哪以下选项中，哪个不是超声波的特点〔 〕超声波的波长比较短超声波在传播过程中易发散超声波的频率比较高超声波的定向发射性能比较好[参考答案]超声波在传播过程中易发散[我的答案]试题2 总分值值：5.0分 状态：未答 实际得分：0.0分在声速测量实验在声速测量实验中,实验目的有〔 〕学会用相位法、共振法、脉冲时差法测量声波在介质中的传播速度学会利用逐差法处理数据理解示波器的构造，学习其使用方法理解压电换能器的功能，加深对驻涉及振动合成等理论知识的理解[参考答案]学会用相位法、共振法、脉冲时差法测量声波在介质中的传播速度学会利用逐差法处理数据理解示波器的构造，学习其使用方法理解压电换能器的功能，加深对驻涉及振动合成等理论知识的理解[我的答案]试题3 总分值值：5.0分 状态：未答 实际得分：0.0分下述说法正确的下述说法正确的有〔 〕声速在气体中传播的速度与温度、比热容、摩尔质量、气体的成分、相对湿度等参数相关观察观察正弦波图形时，假设波形不稳定可调节〔t/div〕扫描速率旋钮及〔variable)扫描微调旋钮，以及〔trig level)触发电平旋钮采用共振法和相位法测声速时，相邻两次测量的位置差值为声波的半个波长，这样有利于换能器在有限的挪动围范内，测得多个数据，便于利用逐差法处理数据，从而减少测量误差当将正弦电压信号从Y轴输入示波器时，显示屏上却只显示一条铅直线。

此时，可检查x方向是否有信号输入，如扫描工作开关是否处于x-y方式，或〔t/div〕扫描速率是否在用当将正弦电压信号从Y轴输入示波器时，显示屏上却只显示一条程度直线。

此时可检查y方向是否信号输入正常，如〔v/div〕衰减器是否打到足够档位相位法测声速时，假设示波器上的显示屏中的李萨如图形只能看到一条铅直或程度直线，此时可检查CH1通道中的〔v/div)衰减器旋钮或CH2通道中的〔v/div)衰减器旋钮[参考答案]声速在气体中传播的速度与温度、比热容、摩尔质量、气体的成分、相对湿度等参数相关观察观察正弦波图形时，假设波形不稳定可调节〔t/div〕扫描速率旋钮及〔variable)扫描微调旋钮，以及〔trig level)触发电平旋钮采用共振法和相位法测声速时，相邻两次测量的位置差值为声波的半个波长，这样有利于换能器在有限的挪动围范内，测得多个数据，便于利用逐差法处理数据，从而减少测量误差当将正弦电压信号从Y轴输入示波器时，显示屏上却只显示一条铅直线。

大学物理实验报告声速的测量(一)大学物理实验报告：声速的测量一、实验目的本实验旨在通过测量声波传播时间和距离，利用间接法测量声速，熟悉声波频率的测量。

二、实验仪器与材料实验仪器：数字多功能存储示波器、函数信号发生器、麦克风、五折射声束盒、气压计和干度计；材料：纸张、铅笔、手触计。

三、实验原理声速是指声波在某一介质中的传播速度。

声速的大小受介质密度、温度等因素的影响，一般情况下在20℃时，空气中声速为340 m/s。

测量声速有直接法和间接法两种方法，直接法是测量脉冲波、连续波、单色波的传播时间或基频波长和频率来得到声速。

间接法是利用已知物理量来计算未知物理量，通过测量声波传播时间和距离，就可以利用间接法测量声速。

四、实验步骤1. 首先将信号发生器的频率调至5000 Hz，振幅调为最大，连接麦克风。

2. 用麦克风发出声波，让声波穿过五折射声束盒的一路平板玻璃，打在离麦克风小约100cm远的另一面平板玻璃上。

3. 用手触计在玻璃平板上找出接收点和发射点，记录其距离为L。

再用干度计测得室温为20℃，加压气压计得到大气压力P。

4. 用数字多功能存储示波器测量声波经过的时间t，时间由麦克风对声波的接收时间和显示仪示出的延迟时间之和得到。

5. 根据公式v=2L/t求得声速v。

五、实验注意事项1. 测量距离时要用手触计精确定位接收点和发射点。

2. 为了减少误差，要多次进行测量，取平均值。

3. 保证实验室内温度和气压稳定，以减少测量误差。

六、实验结果与分析在实验中，测得声波传播时间t为0.005s，距离L为1.02m，气压P 为101.3kPa，温度为20℃，代入公式v=2L/t，可得声速v=408m/s。

与空气中常温下理论值340m/s相差约20%。

实验误差来源主要有以下几个方面：1. 手触计数据读取误差。

2. 实验室内空气流动和温度变化。

3. 数据处理时的计算误差。

4. 实验器材误差。

七、实验结论本实验成功测得了声波在空气中的传播速度，并通过分析异常误差的原因，提出了相应的纠正措施。

声现象测试题计算及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 声音的传播需要介质，下列哪项不是声音传播的介质？A. 空气B. 水C. 真空D. 固体答案：C2. 人耳能听到的声音频率范围是：A. 20Hz-20kHzB. 20Hz-200kHzC. 200Hz-200kHzD. 2kHz-20kHz答案：A3. 声速在不同介质中的传播速度不同，下列哪种介质中声速最快？A. 空气B. 水C. 真空D. 固体答案：D4. 声音的响度与下列哪项因素无关？A. 振幅B. 距离C. 频率D. 介质答案：C5. 回声是声音的哪种现象？A. 反射B. 折射C. 衍射D. 干涉答案：A二、填空题（每空1分，共10分）6. 声音在空气中的传播速度大约是_______m/s。

答案：3407. 声音的三个特性是音调、响度和______。

答案：音色8. 超声波是指频率高于______kHz的声音。

答案：209. 次声波是指频率低于______Hz的声音。

答案：2010. 声音在真空中不能传播，因为真空中没有______。

答案：介质三、计算题（每题10分，共20分）11. 已知声音在空气中的传播速度为340m/s，求声音传播1000m所需的时间。

答案：t = s/v = 1000m / 340m/s ≈ 2.94s12. 已知某人在距离声源100m处听到声音的响度为60dB，求声源处的响度（假设声音在空气中传播无衰减）。

答案：由于声音在空气中传播无衰减，声源处的响度也为60dB。

结束语：以上是声现象测试题的计算及答案，希望能够帮助同学们更好地理解和掌握声现象的相关知识。